二甲醚(CH3OCH3)是一种应用前景广阔的清洁燃料，以CO和H2为原料生产二甲醚主要发生...

二甲醚(CH3OCH3)是一种应用前景广阔的清洁燃料，以CO和H2为原料生产二甲醚主要发生以下三个反应：

回答下列问题：

（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：

由上述数据计算ΔH1＝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）该工艺的总反应为3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)　 ΔH

该反应ΔH＝　　　　　　　　　　　　 ，化学平衡常数K＝　　　　　　　　　　　　　　 (用含K1、K2、K3的代数式表示)。

（3）下列措施中，能提高CH3OCH3产率的有________。

A．分离出二甲醚　　　　　　　　　　 B．升高温度　　　

C．改用高效催化剂　　　　　　　　 D．增大压强

（4）工艺中反应①和反应②分别在不同的反应器中进行，无反应③发生。该工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率，原因是_______________________________。

（5）以＝2 通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：4H2(g)＋2CO(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　 ΔH，其CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示。下列说法正确的是____。

A．该反应的ΔH>0

B．若在p2和316℃时反应达到平衡，则CO的转化率小于50%

C．若在p3和316℃时反应达到平衡，H2的转化率等于50%

D．若在p3和316℃时，起始时＝3，则达平衡时CO的转化率大于50%

E．若在p1和200℃时，反应达平衡后保持温度和压强不变，再充入2 mol H2和1 mol CO，则平衡时二甲醚的体积分数增大

（6）某温度下，将8.0mol H2和4.0mol CO充入容积为2 L的密闭容器中，发生反应：4H2(g)＋2CO(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)，反应达平衡后测得二甲醚的体积分数为25%，则该温度下反应的平衡常数K=　　　　　　　　　 。

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二甲醚（CH3OCH3）是一种应用前景广阔的清洁燃科，以CO和氢气为原料生产二甲醚主要发生以下三个反应：

回答下列问题：

工艺中反应①和反应②分别在不同的反应器中进行，无反应③发生。该工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率，原因是___。

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二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料，以CO和H2为原料生产二甲醚主要发生以下三个反应：

（1）该工艺的总反应为3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)  ΔH

该反应ΔH＝__________________，化学平衡常数K＝____________________(用含K1、K2、K3的代数式表示)。

（2）某温度下，将8.0molH2和4.0molCO充入容积为2L的密闭容器中，发生反应：4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)，10 分钟后反应达平衡，测得二甲醚的体积分数为25%，则CO的转化率为________。

（3）下列措施中，能提高CH3OCH3产率的有________。

A．分离出二甲醚          B．升高温度   　　　　　 C．改用高效催化剂             D．增大压强

（4）该工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率，原因是_______________________________。

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开发清洁能源是当今化工研究的一个热点问题。二甲醚（CH3OCH3）在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用，工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3。工业制备二甲醚在催化反应室中（压力2.0～10.0Mpa，温度230～280℃）进行下列反应：

①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　　 △H1=-99kJ·mol-1

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　　 △H2=-23.5kJ·mol-1

③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　　 △H3=-41.2kJ·mol-1

（1）催化反应室中的总反应3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)，计算△H=___。反应原料来自煤的气化。已知该反应的平衡常数表达式为K=，每生成1molH2需要吸收131.3kJ的热量。写出该反应的热化学方程式___。

（2）在该条件下，若反应①的起始浓度分别为：c(CO)=0.6mol·L-1，c(H2)=1.4mol·L-1，8min后达到平衡，CO的转化率为50%，则8min内H2的平均反应速率为___。

（3）在t℃时，反应②的平衡常数为400，此温度下，在1L的密闭容器中加入一定的甲醇，反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下：

此时刻v正___v逆（填“＞”“＜”或“＝”），平衡时c(CH3OCH3)的物质的量浓度是___。

（4）在（1）小题中催化反应室的总反应3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)，CO的平衡转化率a(CO)与温度、压强的关系如图所示，图中X代表___（填“温度”或“压强”），且L1___L2（填“＞”“＜”或“＝”）

（5）在催化剂的作用下同时进行三个反应，发现随着起始投料比的改变，二甲醚和甲醇的产率（产物中的碳原子占起始CO中碳原子的百分率）呈现如图的变化趋势。试解释投料比大于1.0之后二甲醚产率和甲醇产率变化的原因：__。

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二甲醚（CH3OCH3）是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上以CO和H2为原料生产二甲醚CH3OCH3的新工艺主要发生三个反应：

① CO（g） + 2H2（g） CH3OH（g）　　 △H1＝－Q1 kJ·mol－1 　

② 2CH3OH（g） CH3OCH3（g）+ H2O（g） △H2＝－Q2 kJ·mol－1 　　　

③ CO（g）+ H2O（g） CO2（g） + H2（g） △H3＝－Q3 kJ·mol－1 　　　

回答下列问题：

（1）新工艺的总反应3H2（g）+ 3CO（g）CH3OCH3（g）+ CO2（g）的热化学方程式为_________。

（2）工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g) + 2H2(g)CH3OH (g) △H

下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(Κ)。

① 由表中数据判断ΔH　　　　 0 (填“ ＞”、“=”或“＜”)。能够说明某温度下该反应是平衡状态的是

A.体系的压强不变　　　　　　　

B.密度不变　　　　

C.混合气体的相对分子质量不变　　　　

D.c(CO)=c(CH3OH)

② 某温度下，将 2mol CO和 6mol H2 充入2L的密闭容器中，充分反应 10min后，达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L，计算此温度下的平衡常数K=　　　　　　　 。

（3）工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　 ΔH＝-92.4kJ•mol-1。实验室模拟化工生产，在恒容密闭容器中冲入一定量N2和H2后，分别在不同实验条件下反应，N2浓度随时间变化如下图。

请回答下列问题：

①与实验Ⅰ比较，实验Ⅱ改变的条件为　　　　 　　 　　　　 。

②在实验Ⅲ中改变条件为采用比实验Ⅰ更高的温度，请在下图中画出实验I和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。

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（14分）二甲醚（CH₃OCH。）和甲醇（CH₃OH）被称为21世纪的新型燃料，具有清洁、高效等优良的性能。以CH₄和H₂O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下：

（1）催化反应室B中CO与H₂合成二甲醚的化学方程式为________.

（2）催化反应室A中发生的反应为：

CH₄（g）+H₂O（g）CO（g）+3H₂（g）……（I）、CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g）……（Ⅱ）催化反应室C中发生的反应为：

CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）……（Ⅲ）、CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g）……（Ⅳ）

①已知：原子利用率=×100％，试求反应（Ⅳ）的原子利用率为________。

②反应（Ⅳ）的△S ________0（填“>”、“=”或“<”）。

③在压强为5MPa，体积为VL的反应室c中，amol CO与20mol H₂在催化剂作用下发生反应（Ⅲ）生成甲醇，CO的转化率与温度的关系如右图。则该反应的△H________0（填“>”、“=”或“<”）。300℃时该反应的平衡常数K= ________（用含字母的代数式表示）。

（3）我国某科研所提供一种碱性“直接二甲醚燃料电池”。

该燃料电池负极的电极反应式为：

CH₃OCH₃一12e^一+16OH^一=2CO^2-₃+11H₂O。有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫（体积分数为x）废气的方法如下：

①将含SO₂的废气通人电解饱和食盐水所得溶液中，得NaHSO₃溶液；

②将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸；

③将盐酸加入NaHSO₃溶液中得SO₂气体回收。

用上述碱性“直接二甲醚燃料电池”电解食盐水来处理标准状况下VL的废气，计算消耗二甲醚的质量。

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二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料，在未来可能替代汽车燃油、石油液化气、城市煤气等，市场前景极为广阔。它清洁、高效，具有优良的环保性能。

工业上制二甲醚是在一定温度(230～280 ℃)、压强(2.0～10.0 MPa)和催化剂作用下进行的，反应器中发生了下列反应。

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　　 ΔH1＝－90.7 kJ·mol－1　①

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　　　 ΔH2＝－23.5 kJ·mol－1　②

CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　　 ΔH3＝－41.2 kJ·mol－1　③

(1)反应器中的总反应可表示为3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)，则该反应的ΔH＝__________，平衡常数表达式为____________________，在恒温、可变容积的密闭容器中进行上述反应，增大压强，二甲醚的产率会________(填升高、降低或不变)。

(2)二氧化碳是一种重要的温室气体，减少二氧化碳的排放是解决温室效应的有效途径。目前，由二氧化碳合成二甲醚的研究工作已取得了重大进展，其化学反应方程式为2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH＞0。

该反应在恒温、体积恒定的密闭容器中进行，下列不能作为该反应已达到化学平衡状态的判断依据的是________。

A．容器内混合气体的密度不变

B．容器内混合气体的压强保持不变

C．容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变

D．单位时间内消耗2 mol CO2的同时消耗1 mol二甲醚

(3)二甲醚气体的燃烧热为1 455 kJ·mol－1，工业上用合成气(CO、H2)直接或间接合成二甲醚。下列有关叙述正确的是________。

A．二甲醚分子中含共价键

B．二甲醚作为汽车燃料不会产生污染物

C．二甲醚与乙醇互为同系物

D．表示二甲醚燃烧热的热化学方程式为CH3OCH3(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－1 455 kJ·mol－1

(4)绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图如图所示：正极为________(填“A电极”或“B电极”)，写出A电极的电极反应式：________________________________________。

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以CO和H2为原料生产二甲醚(CH3OCH3)主要发生以下三个反应

（1）该工艺的总反应为3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)△H

该反应△H=_______________,化学平衡常数K=__________(用含K1、K2、K3的代数式表示)。

（2）某温度下,将8.0molH2和4 molCO充入容积为2L的密闭容器中,发生反应:4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g),5分钟后反应达平衡,测得二甲醚的体积分数为1/6,则用CH3OCH3的浓度变化表示该反应的速率为__________mol·L—1min—1,CO的转化率为_________。

（3）下列措施中,既能加快反应速率又能提高CH3OCH3产率的有___________。

A.分离出二甲醚　　　　 B.升高温度　　　　 C.改用高效催化剂　　 D.增大压强

（4）该工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率原因是_________________________。

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(8分)二甲醚是一种重要的清洁燃料，有多种合成方法。

方法一：通过CH~OH分子间脱水制得：2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)　 ∆H=－23.5 kJ/mol　　 ①

（1）该反应在恒容密闭的容器中进行，能说明反应达到平衡的是_____。(填字母编号)

A．容器中压强不再变化

B．n(CH3OH)：nCH3OCH3)：n(H2O)=2:1:1

C．c(CH3OH)=c(CH3OCH3)=c(H2O)

D．混合气体中各组分浓度不再变化

E．混合气体的平均相对分子质量不再变化

（2）在T℃时该反应的平衡常数K=5，若在此温度下某时刻测定出该反应中各物质的浓度为c(CH3OH)=0.3 mol/L、c(CH3OCH3)=0.6 mol/L、c(H2O)=0.6mol/L，则此时正、逆反应速率的大小是V(正)____V(逆)。(填“>”、“<”或“=”

（3）3H2(g)+3CO(g)= CH3OCH3+3CO2(g) ∆H=－a kJ/mol　　　 ②

该反应在一定条件下的密闭容器中可达到平衡状态(曲线1)，若在t0时刻改变一个条件，曲线I变为曲线Ⅱ，改变的条件是_________。(填字母编号)

A．升高温度　

B．加入催化剂　

C．缩小容器体积　

D．增加H2的浓度　　

E．分离出二甲醚

（4）该反应可以分步进行：

4H2(g)+2CO(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)　　　　 △H3　　　　　　　　　　　　 ③

CO(g)+H2O(l)=CO2(g)+H2(g)　　　　　　　　 △H4=－bKJ/mol　　　　　　 ④

H2O(l)=H2O(g)　　　　　　　　　　　　　　　　 △H5=+44KJ/mol　　　　　　 ⑤

则反应③的焓变△H3=________KJ/mol（用含a、b的代数式表示）

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清洁能源具有广阔的开发和应用前景，可减少污染解决雾霾问题，其中甲醇、甲烷是优质的清洁燃料，可制作燃料电池．

一定条件下用CO和H2合成CH3OH：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H=﹣105kJ•mol﹣1．向体积为2L的密闭容器中充入2molCO和4molH2，测得不同温度下容器内的压强（P：kPa）随时间（min）的变化关系如图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线所示：

（1）Ⅱ和Ⅰ相比，改变的反应条件是　　　　　 　　　　 ．

（2）反应Ⅰ在6min时达到平衡，在此条件下从反应开始到达到平衡时v（CH3OH）=　　　　 　　　　　 ．

（3）反应Ⅱ在2min时达到平衡，平衡常数K（Ⅱ）=　　　　　 ．

（4）比较反应Ⅰ的温度（T1）和反应Ⅲ的温度（T3）的高低：T1　　　　 T3（填“＞”“＜”“=”），判断的理由是　　　　　　 　　　　 ．

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